JP2006296458A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折返り等の種々の要因による影響があっても、血流情報を確実に視認できるようにし、診断能を向上し得る超音波診断装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ２１１において、拍動流情報を表示系１９に表示させるだけでなく、この拍動流情報とは表示モードが異なりかつ血流の折返りを特定する速度情報を同じ表示系１９で同時に表示するようにした。このとき、拍動流情報の表示領域の一部に、速度情報を表示するようにし、また拍動流情報の表示領域内で、必要に応じて速度情報を移動自在に表示し、また速度情報の表示領域を可変設定し、拍動流情報の表示領域内に、速度情報を複数箇所表示することもできるようにした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、超音波パルスを送信して被検体をスキャンし、この被検体から反射される超音波パルスを受信して画像処理を行って、血流情報を表示部に表示する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、及び産婦人科などで広く利用されている。

この種の超音波診断装置は、送受信エコーのドプラシフトを利用して各ピクセルにおける血流情報を検出し、マッピングしている。このマッピングにより、速度、パワー、分散、拍動性といった互いにモードが異なる複数の血流情報から任意の血流情報を選択的に表示できるようになっている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−６１９５８号公報。

ところで、上記超音波診断装置では、各ピクセルにおいて、一定時間間隔（一般にＰＲＴ：Pulse Repetition Timeのｎ倍（整数倍））でサンプリングされたデータから血流情報を得ているので、血流速度が速い部分では折返りが発生する。折返りが発生すると、速度表示モードや方向付きパワー表示モードでは、速度の大きさや血流の流れの方向が実際とは異なって表示される。特に、拍動流表示モードにおいては、駆出期に、拍動色が表示されている拍動性血管内の一部で非拍動色が表示されることになり、動脈性・静脈性の判断が困難になる。

そこで、この発明の目的は、折返り等の種々の要因による影響があっても、血流情報を確実に視認できるようにし、診断能を向上し得る超音波診断装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。
被検体に対して超音波パルスを送信し、被検体から反射される超音波パルスを受信して画像処理を行って、互いに異なる複数種類の血流情報の中から任意の血流情報を選択的に表示部に表示する超音波診断装置であって、任意の血流情報を第１の血流情報として表示しているとき、第１の血流情報の表示領域に該第１の血流情報と異なる種類の第２の血流情報を表示する表示制御手段を備えるようにしたものである。

この構成によれば、第１の血流情報だけでなく、この第１の血流情報とは表示モードが異なる第２の血流情報を同じ表示部で同時に表示するようにしているので、表示部の表示モードを切り替えることなく、第１の血流情報及び第２の血流情報を確認できるようになり、これにより折返り等の種々の要因による影響があっても、正確な血流情報を視認でき、診断能を向上させることができる。

上記表示制御手段は、第１の血流情報の表示領域の少なくとも一部に、第２の血流情報を表示することを特徴とする。
この構成によれば、判断が困難でない部分については第１の血流情報で診断を行い、一方、判断が困難な部分については第２の血流情報で診断を行うというように、表示領域ごとに最適な血流情報の表示を行うことができ、これにより使い勝手がよく、被検体の診断を行いやすくなる。

上記表示制御手段は、第１の血流情報の表示領域内で、必要に応じて第２の血流情報を移動自在に表示し、必要に応じて、第２の血流情報の表示領域を可変設定し、必要に応じて、第１の血流情報の表示領域内に、第２の血流情報を複数箇所表示することを特徴とする。
この構成によれば、視聴者は見やすい表示画面で血流情報を確認することができる。

さらに、第１の血流情報の表示と第２の血流情報の表示とを切り替える切替スイッチを備え、表示制御手段は、切替スイッチの押下に対応して、表示部に第１の血流情報と第２の血流情報との組み合わせ表示または第２の血流情報を表示し、切替スイッチの開放または該切替スイッチの押下から一定時間経過後に表示部に対し第１の血流情報への表示変更を実行させることを特徴とする。

この構成によれば、１回の切替スイッチ操作で、第１の血流情報の表示から第２の血流情報の表示に切替を行い、第１の血流情報の表示に復帰することができるので、使い勝手がよく、また、例えば表示画面が狭い場合には、画面内に第１の血流情報及び第２の血流情報を表示すると見づらくなることがあるので、視聴者の選択により、第１の血流情報と第２の血流情報とで選択的に表示できるようにすれば、視聴者は見やすい表示画面で血流情報を視認できるようになる。

上記表示制御手段は、第２の血流情報を、被検体のスキャン中または画像フリーズ後に、表示部に表示することを特徴とする。
この構成によれば、被検体のスキャン中または画像フリーズ後といった広範な状況で第２の血流情報を表示するようにしているので、リアルタイムでの診断、事後確認、カルテへの貼り付けなど、広範囲で使用可能となる。

第１の血流情報は血流の拍動性情報であり、第２の血流情報は血流の折返りを特定するための情報であることを特徴とする。すなわち、第１の血流情報を使用して検査しているとき、判断が困難になる代表例として、第１の血流情報が血流の拍動性情報であり、折返りが起こって拍動性が非拍動性に表示されてしまう場合がある。このような場合、第２の血流情報として速度や方向付パワーのような血流の折返りが容易に認識できる情報を用いるようにすれば、簡単な操作で、視認性良く、診断能を大幅に向上できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、折返り等の種々の要因による影響があっても、血流情報を確実に視認できるようにし、診断能を向上し得る超音波診断装置を提供することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明に係わる超音波診断装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。

図１において、符号１１は超音波プローブで、送信系１２からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。

超音波プローブ１１から被検体に送信された超音波パルスは、体内組織や血流等の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１１に受信される。送信系１２は、一定範囲で移相制御が可能となっており、この移相制御により送信超音波パルスをスキャンすることが可能となっている。

超音波プローブ１１で受信されたエコー信号は、受信系１３に供給される。受信系１３は、エコー信号に対して所定の受信処理を施すもので、その出力は断層像処理系１４及び血流ドプラー信号検出器１５に供給される。断層像処理系１４は、受信系１３からの出力から断層像信号を生成する。

血流ドプラー信号検出器１５は、受信系１３からの出力に含まれる周波数偏位からドプラー周波数を検出するもので、その検出出力は血流情報演算器１６に供給される。血流情報演算器１６は、血流ドプラー信号検出器１５で検出されたドプラー周波数から速度を求め、さらにパワー、分散、拍動流を求めるものである。ここで求められた各種血流情報は、イメージメモリ１７に逐次格納される。また、断層像処理系１４からの出力も、イメージメモリ１７に逐次格納される。

一方で、イメージメモリ１７に格納された各種血流情報は、スキャンコンバータ１８に送られる。スキャンコンバータ１８は、各種血流情報に対し走査線変換を含む画像処理を行なって画像信号を生成するもので、このうちの指定された表示モードの画像信号はフレームメモリ２０に格納された後読み出され、表示系１９に送られ、画像表示される。なお、スキャンコンバータ１８は、ユーザにより指定された表示モードの血流情報以外の例えば、速度、パワー、分散、断層像といった血流情報の画像信号を生成しており、これら画像信号は、フレームメモリ２０に格納される。

フレームメモリ２０には、各モード１〜２フレームの画像信号が格納されており、１スキャン毎に更新される。また、フリーズ後の画像表示では、イメージメモリ１７の過去データが読み出され、スキャンコンバータ１８で画像信号が生成された後、フレームメモリ２０に格納される。この画像信号が読み出されて表示系１９で表示される。

一方、超音波診断装置には、ＣＰＵ処理系２１が設けられており、ＣＰＵ２１１と、インタフェース（ＩＦ）２１２と、グラフィック処理器２１３とを備えている。ＣＰＵ２１１は、超音波診断装置の各部の制御を行うもので、ユーザの指定に従い、フレームメモリ２０に格納され互いに表示モードが異なる複数の血流情報の中から任意の血流情報を読み出して表示系１９に表示させる。

ところで、ＣＰＵ２１１は、この発明に係わる機能として、例えば表示系１９に拍動流を表示しているとき、操作パネル２２からインタフェース２１２を介して入力された指示信号に応じて、拍動流の表示領域に速度を表す情報を表示させるようにメモリコントローラ２３を制御してフレームメモリ２０から速度を表す情報を読み出す機能を備えている。すなわち、１枚の画像を生成する際に、画像の各ピクセルに対応したアドレスを指定して、フレームメモリ２０の画像信号を読み出すが、該当ピクセルが拍動流を表示する領域にあるときは、拍動流画像信号を読み出し、速度を表示する領域にあるときは速度画像信号を読み出す。

同時に、グラフィック処理器２１３から例えば、速度表示範囲を表す閉曲線のような速度表示用グラフィックスデータを出力させ、この速度表示用グラフィックスデータを表示系１９に供給して表示させる。

次に、上記構成における処理動作について説明する。
まず、ユーザは、図２に示すように、表示系１９に拍動流を表示するように超音波診断装置の表示モードの設定を行う。電源投入によって被検体の診断処理を開始すると、送信系１２から駆動信号が超音波プローブ１１に送られ、超音波プローブ１１によって被検体に向けて超音波パルスが送出される。

被検体に当たって反射された超音波パルスのエコー信号は、超音波プローブ１１によって順次受信されて受信系１３に送られ、血流ドプラー信号検出器１５によってドプラー周波数が検出される。ドプラー周波数は送信波と反射した受信波との周波数差から検出できる。そして、血流情報演算器１６では、血流ドプラー信号検出器１５の検出出力から速度情報を演算し、この速度情報から拍動流情報を演算する。この拍動流情報は、分かりやすくするため、拍動性／非拍動性に２値化される。このとき、血流速度が検出可能な最大速度より速い部分では折返りが発生するため、拍動性／非拍動性の情報が実際とは異なる。この折返り成分を含む拍動流情報はイメージメモリ１７に格納される。

一方、生成された拍動流情報は、スキャンコンバータ１８に送られ、スキャンコンバータ１８にて走査線変換を含む画像処理が施されて、画像信号が生成される。この画像信号は、フレームメモリ２０に格納された後、読み出されて表示系１９に表示される。表示系１９では、画像信号がＲＧＢ変換されてモニタに表示される。ここで、拍動性血流部位で折り返っていない部分は例えば明るい色となり、折返り部分は周囲と異なる色（非拍動色）で写る。この非拍動色を含む領域を速度表示にすれば、図３に示すように、折返りであるか否かの判断が容易となる。

そこで、この第１の実施形態では、拍動流情報の表示領域に速度情報を表示するようにしている。図４は、速度情報を表示する際のＣＰＵ２１１の処理手順を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ２１１は拍動流情報を表示系１９に表示しており（ステップＳＴ４ａ）、画像フリーズ後に、ユーザにより速度情報の表示要求が入力されると（ステップＳＴ４ｂ）、拍動流情報の表示領域に速度情報の表示領域を設定し（ステップＳＴ４ｃ）、図５（ｂ）に示すように、設定した表示領域に速度情報を表示する（ステップＳＴ４ｄ）。

続いて、ＣＰＵ２１１は、ユーザの指定に応じて、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、速度情報の表示領域の位置、大きさ、数を変更し（ステップＳＴ４ｅ）、ユーザにより解除要求の入力があった場合に（ステップＳＴ４ｆ）、速度情報の表示を解除し（ステップＳＴ４ｇ）、再度上記ステップＳＴ４ａの処理に移行する。

なお、上記処理は、フリーズ後以外にも、例えば被検体のスキャン中に実行するようにしてもよい。このようにすれば、リアルタイムでの診断、事後確認、カルテへの貼り付けなど、広範囲で使用可能となる。

以上のように上記第１の実施形態では、ＣＰＵ２１１において、拍動流情報を表示系１９に表示させるだけでなく、この拍動流情報とは表示モードが異なる速度情報を同じ表示系１９で同時に表示するようにしている。このため、表示系１９の表示モードを切り替えることなく、拍動流情報及び速度情報を確認できるようになり、これにより折返り等の種々の要因による影響があっても、正確な血流情報を視認でき、診断能を向上させることができる。

また、上記第１の実施形態では、拍動流情報の表示領域の一部に、速度情報を表示するようにしているので、判断が困難でない部分については拍動流情報で診断を行い、一方、判断が困難な部分については速度情報で診断を行うというように、表示領域ごとに最適な血流情報の表示を行うことができ、これにより使い勝手がよく、被検体の診断を行いやすくなる。

また、上記第１の実施形態では、拍動流情報の表示領域内で、必要に応じて速度情報を移動自在に表示し、また速度情報の表示領域を可変設定し、拍動流情報の表示領域内に、速度情報を複数箇所表示することもできるので、ユーザは見やすい表示画面で血流情報を確認することができる。

（第２の実施形態）
図６は、この発明に係わる超音波診断装置の第２の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図６において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

操作パネル２４には、拍動流情報の表示と速度情報の表示とを切り替える切替スイッチ２４１が設けられている。ＣＰＵ２１１は、操作パネル２４の切替スイッチ２４１が押下され、インタフェース２１２を介して押下の旨を示す指示信号が入力されると、図７に示すように、表示系１９に速度情報を表示し、切替スイッチ２４１の開放後に表示系１９に対し拍動流情報への表示変更を実行する。

次に、上記構成による処理動作について説明する。
まず、ＣＰＵ２１１は拍動流情報を表示系１９に表示している。この状態で、ユーザにより切替スイッチ２４１が押下されると、ＣＰＵ２１１はメモリコントローラ２３を制御して拍動流情報の表示から速度情報の表示へ変更する。
続いて、ＣＰＵ２１１は、ユーザが切替スイッチ２４１を開放したときに、速度情報の表示を解除し、再度拍動流情報を表示系１９に表示する。

以上のように上記第２の実施形態では、操作パネル２４に拍動流情報の表示と速度情報の表示とを切り替える切替スイッチ２４１を設けるようにしている。従って、１回の切替スイッチ２４１の操作で、拍動流情報の表示から速度情報の表示に切替を行い、拍動流情報の表示に復帰することができるので、使い勝手がよく、被検体の例えば表示画面が狭い場合には、画面内に拍動流情報及び速度情報を表示すると見づらくなることがあるので、ユーザの選択により、拍動流情報と速度情報とで選択的に表示できるようにすれば、ユーザは見やすい表示画面で血流情報を視認できるようになる。

なお、上記第２の実施形態では、切替スイッチ２４１により拍動流情報の表示と速度情報の表示とを切り替える例について説明したが、図８に示すように、切替スイッチ２４１の押下中に拍動流情報と速度情報との組み合わせ表示を行い、切替スイッチ２４１の開放時に拍動流情報の表示を行うようにしてもよい。また、切替スイッチ２４１を押下したときに、拍動流情報と速度情報との組み合わせ表示を行い、切替スイッチ２４１の押下から一定時間経過後に拍動流情報の表示を行うようにしてもよい。

（その他の実施形態）
この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態では、必要に応じて、拍動流情報の表示領域に速度情報を表示する例について説明した。しかしこれに限ることなく、図９（ａ）に示すように、拍動流情報の表示領域に方向付パワー情報を表示するようにしてもよいし、図９（ｂ）に示すように、拍動流情報の表示領域に方向付拍動流情報を表示するようにしてもよい。これら方向付パワー情報及び方向付拍動流情報は、血流の折返りを特定する情報である。

また、拍動流情報以外にも、図１０（ａ）に示すように、速度情報の表示領域にパワー情報または方向付パワー情報を表示するようにしてもよいし、図１０（ｂ）に示すように、パワー情報または方向付パワー情報の表示領域に速度情報を表示するようにしてもよいし、図１０（ｃ）に示すように、速度情報またはパワー情報または方向付パワー情報の表示領域に拍動流情報または方向付拍動流情報を表示するようにしてもよい。

その他、超音波診断装置の構成、ＣＰＵの機能、表示制御手順及びその内容、血流情報の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

この発明に係わる超音波診断装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図。 同第１の実施形態における拍動流情報の表示例を示す図。 同第１の実施形態における速度情報の表示例を示す図。 同第１の実施形態において、拍動流情報の表示領域に速度情報を表示する際のＣＰＵの処理手順を示すフローチャート。 同第１の実施形態において、拍動流情報の表示領域に速度情報を表示する一例を示す図。 この発明に係わる超音波診断装置の第２の実施形態の概略構成を示すブロック図。 同第２の実施形態において、切替スイッチにより拍動流情報表示から速度情報表示に切り替える際のタイミング図。 同第２の実施形態において、切替スイッチにより拍動流情報表示から拍動流情報と速度情報との組み合わせ表示に切り替える際のタイミング図。 他の実施形態において、拍動流情報の表示領域に速度情報以外の情報を表示する一例を示す図。 他の実施形態において、拍動流情報以外の情報の表示領域に情報を表示する一例を示す図。

符号の説明

１１…超音波プローブ、１２…送信系、１３…受信系、１４…断層像処理系、１５…血流ドプラー信号検出器、１６…血流情報演算器、１７…イメージメモリ、１８…スキャンコンバータ、１９…表示系、２０…フレームメモリ、２１…ＣＰＵ処理系、２２，２４…操作パネル、２３…メモリコントローラ、２１１…ＣＰＵ、２１２…インタフェース、２１３…グラフィック処理器、２４１…切替スイッチ。

Claims (8)

1. 被検体に対して超音波パルスを送信し、前記被検体から反射される超音波パルスを受信して画像処理を行って、複数種類の血流情報の中から任意の血流情報を選択的に表示部に表示する超音波診断装置であって、
   前記任意の血流情報を第１の血流情報として表示しているとき、前記第１の血流情報の表示領域に該第１の血流情報と異なる種類の第２の血流情報を表示する表示制御手段を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記表示制御手段は、前記第１の血流情報の表示領域の少なくとも一部に、前記第２の血流情報を表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記表示制御手段は、前記第１の血流情報の表示領域内で、必要に応じて前記第２の血流情報を移動自在に表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. 前記表示制御手段は、必要に応じて、前記第２の血流情報の表示領域を可変設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記表示制御手段は、必要に応じて、前記第１の血流情報の表示領域内に、前記第２の血流情報を複数箇所表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
6. さらに、前記第１の血流情報と前記第２の血流情報との組み合わせ表示または前記第１の血流情報の表示と前記第２の血流情報の表示とを切り替える切替スイッチを備え、
   前記表示制御手段は、前記切替スイッチの押下に対応して、前記表示部に前記第１の血流情報と前記第２の血流情報との組み合わせ表示または前記第２の血流情報を表示し、前記切替スイッチの開放または該切替スイッチの押下から一定時間経過後に前記表示部に対し前記第１の血流情報への表示変更を実行させることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
7. 前記表示制御手段は、前記第２の血流情報を、前記被検体のスキャン中または画像フリーズ後に、前記表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
8. 前記第１の血流情報は血流の拍動性情報であり、前記第２の血流情報は血流の折返りを特定するための情報であることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。

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